专利名称：一种usb接口的静电放电保护结构的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及一种USB接口数据保护技术，尤其涉及一种USB接口的静电放电保护结构。该静电放电保护结构可以应用到具有USB接口的各种应用领域，比如U盘、MP3、USB无线网卡、数码相机和PDA等。
背景技术：
当两个物体碰撞或分离时就会产生静电放电ESD(Electricity andElectrostatic Discharge)，即静态电荷从一个物体移动到另一个物体。两个具有不同电势的物体之间产生静态电荷的移动，类似于一次很小的闪电过程。放电量的大小和放电持续时间，取决于物体的类型和周围的环境等多种因素。当ESD具有足够高的能量时，将造成半导体器件的损坏。静电放电可能随时发生，例如插拔电缆，或人体接触器件的I/O端口，或者是一个带电的物体接触半导体器件，半导体器件触地以及静电场和电磁干扰产生足够高的电压引起静电放电ESD。
ESD基本上可以分为三种类型一是各种机器引起的ESD；二是家具移动或设备移动引起的ESD；三是人体接触或设备移动引起的ESD。所有这三种ESD对于半导体器件的生产和电子产品的生产都是非常需要注意的问题。电子产品的使用过程最容易受到由人体接触引起的ESD而损坏。ESD一般情况下会损坏与之相连的接口器件。另一种情况是，遭受ESD冲击后的器件可能不会立即损坏，而是性能下降导致产品过早出现故障。当集成电路IC经受ESD时，放电回路的电阻通常都很小无法限制放电电流。例如将带静电的电缆插到电路接口上时，放电回路的电阻几乎为零，造成可高达几十安培的瞬间放电尖峰电流流入相应的IC管脚。瞬间大电流会严重损伤IC。局部发热的热量甚至会融化硅片管芯。ESD对IC的损伤一般还包括内部金属连接被烧断，钝化层被破坏晶体管单元被烧坏。ESD还会引起IC的死锁(LATCHUP)，这种效应和CMOS器件内部的类似可控硅的结构单元被激活有关。高电压可激活这些结构形成大电流通道一般是从Vcc到地串行接口器件的，锁死电流可高达1安培。锁死电流会一直保持直到器件被断电，不过到那时IC通常早已因过热而烧毁了。
由于现有的很多设备的终端数据交换的应用越来越多，在应用中经常会出现数据的误包、传输波形的歧变，特别甚至ESD会使离干扰源附近的设备不能进行正常的数据交换。基于目前USB接口的设备越来越多的应用于数据业务的各个领域。为此，必须寻找解决防静电和防脉冲干扰问题的根本处理方案，以保证设备的正常工作。
实用新型内容为此，本实用新型要解决的技术问题是提供一种可防静电放电和防脉冲干扰的USB接口的静电放电保护结构。
为解决上述技术问题，本实用新型提供一种USB接口的静电放电保护结构。其包括至少一控向二极管阵列和一稳压二极管，该二极管阵列由一第一与一第二控向二极管组成，该第一控向二极管的第一端连接于一USB数据传输线，与第一端相对的第二端连接于正电压电源Vcc；该第二控向二极管的第一端同时连接于该第一控向二极管的第一端与该USB数据传输线，与第一端相对的第二端连接于接地端，该稳压二极管连接于正电压电源Vcc与接地端之间。
其中，该第一与第二控向二极管的第一端，还连接于一需要静电放电保护的集成电路。该稳压二极管的阳极连接于接地端，阴极连接于正电压电源Vcc。
若该静电放电保护结构包括至少两个控向二极管阵列，该控向二极管阵列应相互并联连接于正电压电源Vcc与接地端之间。
当发生瞬变电压时，该控向二极管阵列可以将瞬变电压导至正电压电源Vcc端或接地端。当正向的尖峰出现时，第一控向二极管处于正向偏置，结果是输出电压被嵌位在VF+Vcc上，相反当负向脉冲出现时，下边的二极管出于反偏状态，输出电压被嵌位在-VF上。稳压二极管的使用可以防止电源线的过电压(Over-voltage)，以保护电路下游元件。
本实用新型的静电放电防护结构在USB接口中抑制ESD冲击非常有效，可以使无线网卡的收发通道的误码率大大降低，EVM也被优化了。
以下结合附图，通过对本实用新型的具体实施例的详细说明，将使本实用新型的技术方案及其有益效果显而易见。附图中，
图1为本实用新型USB接口的静电放电保护结构的电路结构示意图。
图2为本实用新型图1所示的静电放电保护结构一具体应用的示意图。
图3为本实用新型USB接口的静电放电保护结构的ESD保护拓扑图。
具体实施方式
首先，请参阅图1。图1为本实用新型USB接口的静电放电保护结构的电路结构示意图。该静电放电保护结构包括两个控向二极管阵列和一稳压二极管。每个二极管阵列由一第一与一第二控向二极管组成。该控向二极管阵列相互并联连接于正电压电源Vcc与接地端之间。该第一控向二极管的第一端(引脚2、3)连接于一USB数据传输线，与第一端相对的第二端(引脚4)连接于正电压电源Vcc；该第二控向二极管的第一端连接于该第一控向二极管的第一端(引脚2、3端)，并同时连接于该USB数据传输线，与第一端相对的第二端连接于接地端(引脚1)，该稳压二极管连接于正电压电源Vcc与接地端之间。该稳压二极管的阳极连接于接地端，阴极连接于正电压电源Vcc。
应当指出的是，该控向二极管阵列和稳压二极管的数量不应以本实施例为限。本领域的普通技术人员应当清楚，该控向二极管阵列和稳压二极管的数量可以跟具体的应用需要，例如数据传输线的数量，做相应的设计。
请参阅图2。图2为本实用新型的静电放电保护结构一应用于一无线局域网的mini USB接口的无线网卡的电路示意图。在本实施例中，该USB数据传输线的一端(引脚2、3)同时连接于一需要静电放电保护的集成电路IC。
请参阅图3。图3为本实用新型USB接口的静电放电保护结构的ESD保护的轨到轨(Rail-To-Rail)拓扑图。当正向的尖峰出现时，第一控向二极管处于正向偏置，结果是输出电压被嵌位在VF+Vcc上，相反当负向脉冲出现时，第二控向二极管处于反偏状态，输出电压被嵌位在-VF上。从而使输出的电压范围限位输出并且输出的电压与电源电压相等或近似相等。
需要说明的是，上述说明仅是对本实用新型较佳实施例的详细描述，叙述仅为说明本实用新型的可实现性及其突出效果，具体特征并不能用来作为对本实用新型的技术方案的限制。
权利要求1.一种USB接口的静电放电保护结构，其特征在于其包括至少一控向二极管阵列和一稳压二极管，该二极管阵列由一第一与一第二控向二极管组成，该第一控向二极管的第一端连接于一USB数据传输线，与第一端相对的第二端连接于正电压电源Vcc；该第二控向二极管的第一端同时连接于该第一控向二极管的第一端与该USB数据传输线，与第一端相对的第二端连接于接地端，该稳压二极管连接于正电压电源Vcc与接地端之间。
2.根据权利要求1所述的静电放电保护结构，其特征在于该第一与第二控向二极管的第一端，还连接于一需要静电放电保护的集成电路。
3.根据权利要求1所述的静电放电保护结构，其特征在于该稳压二极管的阳极连接于接地端，阴极连接于正电压电源Vcc。
4.根据权利要求1所述的静电放电保护结构，其特征在于所述静电放电保护结构包括至少两个控向二极管阵列。
5.根据权利要求4所述的静电放电保护结构，其特征在于该控向二极管阵列相互并联连接于正电压电源Vcc与接地端之间。
专利摘要本实用新型涉及一种USB接口的静电放电保护结构，该静电放电保护结构可以应用到具有USB接口的各种应用领域。其包括至少一控向二极管阵列和一稳压二极管，该二极管阵列由一第一与一第二控向二极管组成，该第一控向二极管的第一端连接于一USB数据传输线，与第一端相对的第二端连接于正电压电源Vcc；该第二控向二极管的第一端同时连接于该第一控向二极管的第一端与该USB数据传输线，与第一端相对的第二端连接于接地端，该稳压二极管连接于正电压电源Vcc与接地端之间。
文档编号H05F3/02GK2750618SQ200420047020
公开日2006年1月4日 申请日期2004年6月12日 优先权日2004年6月12日
发明者安飞 申请人:中兴通讯股份有限公司